浅谈汽车噪声的危害及来源

刘劭航　李帅

摘 要：当前，人们的生活水平越来越高，为了满足各种各样的生活需求，人们的活动也越来越频繁，从而导致了各种噪声的产生。尤其严重的是在人们生活的城市中，汽车保有量逐年增加，噪声问题日趋恶化，它严重地影响了人们的正常生活及身心健康。本文从噪声的危害及来源方面，深入地分析了汽车的噪声问题及产生原因。

关键词：汽车 噪声问题 危害 标准 来源

1 噪声的危害

1.1 噪声对听力的损伤

现如今，噪声污染已经成为一个社会问题而被人们所熟知、所重视，因为它对人体有着多重的危害，最明显的就是会对人的听力造成损伤。如图1所示为不同环境的分贝值，分贝值越大，对人听力的伤害就越严重，如果长期处在高分贝的环境中很有可能会导致不可恢复的听力损伤甚至失聪。人体所能承受的噪声强度有一个极限，一旦超出这个极限就会对听觉系统造成损伤，甚至于一旦暴露在远远超出极限值的噪声环境中，会造成听觉系统的严重损伤，即鼓膜破裂引起耳出血甚至于有可能导致双耳失聪。

对于工作人员来说，如果长时间处在强噪声的环境下工作就会出现心烦意乱、听觉系统疲劳等症状，当离开这样的工作环境时，听力就会缓慢的恢复过来。但是，如果经常性的处在这种不良的循环过程中，就会对听觉系统造成一些不可恢复的损伤。所以，为了保护我们的听觉系统就要减少在噪声环境中的工作时间以预防听觉疲劳。在通常情况下，人体处在85dB以下的噪声环境中时不会对听力产生危害，而高于这一范围时则会对听力造成不必要的损伤。

1.2 噪声可能诱发多种疾病

如果人体长期处在高强度的噪声环境之中，不仅会影响听觉系统而且还会对身体的其它器官造成损害。这是由于噪声会通过听觉系统作用于大脑的神经中枢进而导致人体的各种器官发生病变，给人体带来严重的危害，具体表现为头痛、耳鸣、身体疲惫不堪以及神经麻木等，所以要尽可能的远离噪声污染的环境。

大量研究显示，长期处在高强度的噪声环境下的工人和正常环境下的工人相比，更容易引发常见的心血管疾病，发病率比正常情况下高出2.5倍左右。严重的噪声污染还会刺激消化功能，常常导致恶心、头晕和消化不良等症状，引起功能障碍。另外，噪声污染还会影响到其它身体器官的正常功能。

总的来说，噪声会对人体造成多种不良的影响，长时间生活在噪声污染的环境之中会导致身体素质下降，尤其是免疫功能的下降而引发各种疾病。

1.3 噪聲对生活工作的干扰

严重的噪声污染会直接地干扰到人的睡眠质量，因为即便是在熟睡中噪声也会通过听觉系统来刺激人的大脑神经，使人体极易产生幻觉、多梦等症状，导致睡眠质量下降。如果突然间受到强烈的噪声刺激导致人从熟睡中惊醒，就会对神经系统造成严重的干扰。调查研究显示，当一个人突然受到噪声刺激时，就会出现长达4s左右的思维涣散。由此可知，噪声会使人精力不集中、神经麻木、反应迟缓，造成工作上的失误甚至导致严重的生产事故。

在噪声污染的环境中，人们必须提高说话声音来保证有效的交流，这又会造成周围环境的噪声污染，形成恶性循环。而且噪声还会干扰到各种有用信号的传播，例如救护车的警示信号、车辆的转弯信号等等，如果周围的人听不清楚这些信号就会造成严重的交通事故。

2 噪声评价标准

为了更好的了解与应对噪声，不同的人群形成了不同的评价标准。在噪声的评价体系之中，一般认为存在着三种评价标准：第一种是为了保护人的听觉系统而设置的评价标准;第二种是为了限定、测量周围环境的污染程度而设定的标准;最后一种是为了从源头上控制噪声的排放而针对机动车辆设置的标准。

从噪声污染的角度来看，各种机动车辆是噪声的主要污染源，所以世界各国对机动车辆的噪声污染特别重视，纷纷出台了各种控制标准。我国也在1979年出台了机动车辆的噪声控制标准（GB1495-1979），内容见表1。

3 噪声与振动的关系

从广义上来说，噪声也是一种声音，不过它是由多种声音混合在一起所组成的。通常情况下声音的频率比较单一，所以人听起来会特别的舒服，但是噪声是由多种频率的声音所组成的，这种杂乱的声音让人心烦意乱从而使人感到特别的不舒服。

噪声是由各种各样的声波所组成的混合噪声波，而声波是由物体不间断的振动而产生的，这种振动可以是固体发出的，也可以是液体或者是气体。声波从振动源产生后会通过媒介进行传播，根据媒介的不同性质，可以把声波分为空气声波、流体声波和固体声波。在声波的传播过程中，如果声波的性质不是单一的，那么这种声波的传播实际上就是噪声的传播。

由此可知，物体的不规则振动就会产生噪声，振动越大所产生的噪声就会越大，所以振动物体所产生的噪声和它的振动速度有直接的关系，可以通过控制物体的振动来减弱它所产生的噪声。

4 噪声的具体分析

汽车在运行过程中，由于振动而产生了严重的噪声问题，它无时无刻不在危害着驾驶员的身心健康以及汽车的安全驾驶。而汽车的噪声问题是由多个部分共同作用所引起的，在图2中显示出了汽车噪声的主要来源，它主要包含了发动机噪声、传动系统噪声、风扇噪声以及排气系统噪声等。

4.1 发动机噪声

众所周知，发动机是机动车辆的动力来源，为机动车辆的正常运行提供了动力保障。但是，它同时也是造成车辆噪声问题的罪魁祸首。汽车的发动机在启动之后，燃油会在燃烧室燃烧从而产生瞬间的高压以推动活塞在气缸中做往复运动，与活塞相连的曲轴以及飞轮会同时运转起来，从而把发动机的动力输送到汽车的传动系统之中。从发动机的工作过程中可以看出，发动机的主要的噪声有两种，即燃料的燃烧噪声和机械噪声，它们的噪声会通过相应的途径传播到汽车机体的周围。

（1）发动机的燃烧噪声。燃烧噪声就是燃料在燃烧时产生瞬间的高压作用于发动机的活塞、曲轴和飞轮等使之振动而产生的噪声。汽车发动机在工作的过程中，燃料进入燃烧室内剧烈的燃烧，使燃烧室的气体压力瞬间升高，这些高温高压的气体在释放能量的过程中引起活塞和曲轴的运动并且在运动过程中发散出大量的噪声。由此可知，发动机的燃烧噪声和气缸内的压力有着直接的关系，燃料的燃烧越剧烈，瞬间释放的能量越多，所产生的气缸压力越大，发动机在工作过程中的燃烧噪声就会越大。除此之外，燃烧噪声还会受到发动机的材料特性以及周围的防振和减噪措施的影响。

（2）发动机的机械噪声。发动机是汽车的核心部分，它包含了曲柄连杆机构和配气机构，还拥有燃油供给、点火、润滑、冷却和启动等五大系统。它本身的结构非常的复杂，所以引起的振动类型也多种多样，相应的噪声也分为了很多种，比如启动时的噪声、活塞敲缸时的噪声、配齐机构工作时的噪声等等。

在发动机工作时，活塞做往复运动带动曲轴和飞轮等主要工作部分运转起来，由于这些工作结构单元的不平衡性导致了振动的产生，而且它们转动的越快振动就会越剧烈，从而引起其他系统的振动和噪声的产生。由于曲柄连杆机构是发动机的主要振源，它的振动大小直接影响了发动机其它机构和系统的振动大小以及所产生的噪声的大小，所以要从改善曲柄连杆机构的平衡性入手，降低该机构的振动状况以减小汽车发动机的噪声的影响。

4.2 风扇噪声

汽车在工作的过程中，需要对发动机进行冷却处理以免温度过高影响发动机的正常运转，而冷却方法除了水冷外还包括了风冷，即驱动风扇来进行冷却工作。在风扇进行降温工作的过程中，由于风扇的转动从而产生了风扇噪声，而且它的转速越快时所产生的噪声就会越大。风扇的噪声主要是由风扇转动时与空气的相互作用而引起的，主要包括了空气涡流所形成的噪声和风扇的叶片转动中形成的噪声。

由叶片的转动冲击周围空气所产生的噪声是风扇噪声的主要来源，对四周空气的冲击挤压形成了压力的脉动，它是由唯一的稳态基频与许多的简谐波的分量所组成的，分量的公式如下所示：

在风扇工作的过程中，空气涡流所形成的噪声和风扇的转动速度有直接的关系，而且周围的空气密度也会影响到噪声的大小。所以，合理的调节风扇的工作负荷，提高风扇的工作效率，减少工作时间，能够有效的降低风扇的噪声。

4.3 传动系统噪声

在汽车的组成部分之中，傳动系统是传递和改变动力输出方式的主要工作部件，是发动机的能量得到充分利用的重要保障。在传动系统中，变速箱和传动轴以及驱动桥是其主要的工作部件，在动力输出的过程中，它们都会发生剧烈的振动并伴随着噪声的产生。

在汽车的传动系统中，变速箱是其中最复杂的工作部件。在其内部存在着很多的大小齿轮，汽车换档位时大小齿轮也会相应的变化相对位置，所以经常会出现打齿现象并产生大量的噪声。然而，在传动系统中存在着大量的齿轮机构和轴承的连接装置，虽然不会像变速器那样出现打齿现象，但是齿轮间的相互作用会不断的加剧振动的发生从而导致噪声的产生和传播。在动力的传递过程中，传动轴由于存在着轴向的不平衡性，所以当它高速旋转时具有很大的振动强度并导致连接件之间的相互影响而产生了大量的噪声。

传动系统中虽然存在着很多的噪声源，但是它的总的噪声量对于汽车来说还是很小的一部分。因为汽车的主要的噪声还是来源于发动机，只有降低了发动机的振动强度，才能有效的减小发动机的噪声同时还能降低传动系统的振动和噪声，从而有效地提高汽车的操作性能。

4.4 排气系统噪声

汽车作为内燃机系统，在动力输出的过程中会不断的向外界排放燃料燃烧时所产生的废气，在排放的过程中产生了噪声的污染。废气排放系统在排放废气时所产生的噪声主要有机械振动所产生的噪声和排气筒周围的空气动力性噪声。由于排气筒周围空间比较开阔便于噪声的传播，所以废气和周围空气相互作用所产生的空气动力性噪声影响相对较大，是最主要的污染源之一。

在废气排出的过程中需要打开进出气体的阀门，所以燃烧室中存在的噪声以及阀门开闭时的机械噪声都会通过排气的通道经排气筒排放到大气中，在这个过程中还造成了排气筒的严重振动并辐射出噪声。由于排气系统的结构相对简单，机械振动的相互作用较少，所以由机械振动所引起的噪声的总量相对较少。

由此可知，汽车排气系统的噪声中机械噪声相对较少，主要来自于废气排放中的动力性噪声以及与周围空气相互作用形成的空气涡流噪声。所以，利用空气流动性理论对汽车的排气筒进行技术改造可以有效的降低排气系统的噪声。

5 结束语

噪声的危害人人皆知，因为它存在于我们每一个人的生活当中。噪声的强度不同所产生的影响也就不同，当噪声较弱时，我们只会感觉到有点吵闹，对正常的工作没有多大影响;当噪声增大到一定程度时，我们就会感到心烦意乱，严重影响了正常的工作生活;当噪声再次增大时，已经到达了人所能承受的极限，听觉系统就会感到疼痛难忍，如果长时间处在这种环境中就会造成永久的损伤。

从噪声的根源上来看，通过对汽车上各个噪声源的研究分析，了解其噪声强度的变化情况随发动机转速的变化规律以及各个噪声源之间的相互影响关系，从而针对特定的噪声环境和不同的状况进行减噪处理，改善汽车机体以及周围环境的噪声污染状况，创造一个良好的工作、生活环境。